FR2778949A1 - Module a pompe de carburant pour reservoir de carburant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module à pompe de carburant.Elle se rapporte à un module qui comprend une pompe (10) de carburant ayant une entrée (14) et une sortie, un filtre (12) adjacent au fond du réservoir et ayant une paroi supérieure (20) et une paroi inférieure (60), et au moins une entrée de vapeurs placée au-dessus de l'entrée (14) de la pompe (10) et communiquant avec cette entrée (14), et ayant une section inférieure à la section de l'entrée (14) de la pompe (10), si bien que les grosses bulles de vapeurs de carburant placées près de la paroi supérieure (20) du filtre (12) sont divisées en bulles de vapeurs plus petites lors du passage à l'entrée de vapeurs et que la quantité maximale de vapeurs de carburant aspirée dans la pompe (10) de carburant en une seule fois est réduite et limitée.Application aux véhicules automobiles.
Description
La présente invention concerne des pompes de carburant et, plus
précisément, une pompe de carburant destinée à réduire l'entrée de vapeurs de carburant dans la pompe de carburant. Les pompes de carburant à moteur électrique montées
dans un réservoir de carburant d'un véhicule ont été utili-
sees pour transmettre du carburant sous pression au moteur du véhicule. Les vapeurs de carburant introduites dans la pompe réduisent le rendement de la pompe et, dans des cas extrêmes, provoquent un blocage par les vapeurs ou posent d'autres problèmes de fonctionnement. Dans le cas des pompes de carburant à ailettes de turbine en particulier, il est important de limiter l'introduction de vapeurs dans la pompe de carburant car les pompes de ce type ne se purgent pas suffisamment d'elles-mêmes des vapeurs dans des conditions de température élevée ou d'autres conditions favorables à la
création de vapeurs.
Certaines pompes de carburant comportent un filtre en
forme de sac qui délimite une enceinte par laquelle du car-
burant est aspiré à l'entrée de la pompe de carburant.
Pendant l'utilisation de la pompe de carburant, une partie des vapeurs aspirées dans l'enceinte du filtre peut se séparer du carburant liquide et être collectée près de la paroi supérieure du filtre en formant un grand volume de bulles de vapeurs. Bien que certaines pompes de carburant actuelles puissent traiter suffisamment de petites quantités de vapeurs, il est indésirable d'aspirer une grande quantité
de vapeurs dans la pompe de carburant à cause de la réduc-
tion du rendement de la pompe et des possibilités de blocage
par les vapeurs et d'autres effets nuisibles.
Une pompe de carburant selon l'invention comporte un filtre d'entrée de carburant et un passage d'entrée de vapeurs formé en communication avec l'intérieur du filtre et réalisé de manière que la dimension des plus grosses bulles
de vapeurs piégées dans le filtre soit réduite avant intro-
duction dans la pompe et que la quantité de vapeurs intro-
duite dans la pompe à un moment quelconque soit limitée. De préférence, un manchon tubulaire d'entrée est raccordé au filtre de carburant dont il est solidaire et est emmanché à
force sur l'entree de la pompe, sous forme d'un sous-
ensemble, le passage d'entrée de vapeurs étant formé dans le manchon d'entrée. Le passage d'entrée de vapeurs peut être une fente créée dans le manchon d'entrée et formant un trajet de débit réduit par lequel les vapeurs de l'intérieur
du filtre peuvent circuler avant d'entrer dans la pompe.
Le filtre a de préférence une paroi supérieure et une paroi inférieure qui délimitent une enceinte dans laquelle le carburant est aspire avant d'être introduit dans la
pompe. Pendant l'utilisation, une partie des vapeurs de car-
burant aspirées dans l'enceinte forme des bulles ou se sépare du carburant liquide et est collectée près de la paroi supérieure du filtre en formant un grand dôme. de vapeurs. Etant donné leur nature gazeuse, les vapeurs de
carburant restent proches de la paroi supérieure du filtre.
Le manchon d'entrée s'étend de préférence au-dessous de la paroi supérieure du filtre et canalise une grande partie du
courant de carburant d'admission provenant d'une partie voi-
sine de la paroi inférieure du filtre. Le passage d'entree de vapeurs formé dans le manchon d'entrée constitue le seul trajet direct de circulation dans la pompe près de la paroi
supérieure du filtre. Ainsi, les bulles de vapeurs, lors-
qu'elles sont aspirées dans la pompe de carburant, circulent par le passage d'entrée de vapeurs qui a une section réduite qui limite le débit de circulation de vapeurs a l'entrée de la pompe. Le passage d'entrée de vapeurs divise aussi les grosses bulles de vapeurs en plusieurs bulles plus petites qui peuvent être traitées plus facilement par la pompe de
carburant.
L'invention concerne aussi la réalisation d'une pompe de carburant qui permet le réglage de la quantité de vapeurs aspirée dans la pompe a un moment quelconque, qui élimine l'introduction de grosses bulles de vapeurs dans la pompe, qui permet l'introduction réglée de vapeurs piégées dans le filtre de carburant, qui accroit le rendement de la pompe, qui empêche pratiquement le bouchage de la pompe par les vapeurs, qui a une réalisation relativement simple, dont la fabrication et le montage sont rentables et dont la durée de
service est longue.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront mieux de la description qui va suivre
d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue semi-schématique d'une pompe de carburant placée à l'intérieur du réservoir de carburant selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective de la paroi supérieure du filtre de carburant; la figure 3 est une coupe avec des parties arrachées représentant le manchon d'entrée et le passage d'entrée de vapeurs placés près de l'entrée de la pompe de carburant; la figure 4 est une coupe avec des parties arrachées représentant un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le passage d'entrée de vapeurs est formé à l'entrée de la pompe de carburant; et la figure 5 est une coupe d'un module qui peut être utilisé dans un circuit de carburant diesel avec un manchon d'entrée et un passage d'entrée de vapeurs sur un tube
d'alimentation en carburant du module selon l'invention.
On se réfère pour plus de détails aux dessins sur lesquels la figure 1 représente une pompe de carburant 10 ayant un filtre 12 en forme de sac raccordé à l'entrée 14 de la pompe de carburant et délimitant une enceinte 16 dans laquelle le carburant est aspiré avant d'être aspiré dans la pompe 10 pour être transmis sous pression à un moteur en fonctionnement. Un passage 18 d'entrée de vapeurs est formé près d'une paroi supérieure 20 du filtre 12 et est disposé de préférence dans un manchon tubulaire d'entrée 22 logé télescopiquement près de l'entrée 14 de la pompe. Le manchon 22 est de préférence continu en direction circonférentielle et s'étend axialement vers le bas depuis la paroi supérieure 20 du filtre 12 de manière que les vapeurs de carburant et
les grosses bulles de vapeurs 24 adjacentes à la paroi supé-
rieure 20 du filtre 12 circulent dans le passage 18 d'entrée de vapeurs avant d'être aspirées dans la pompe 10. Le passage 18 a une dimension telle qu'il divise les grosses bulles 24 de vapeurs en plusieurs bulles plus petites 26 qui sont traitées plus facilement par la pompe 10 sans problème de fonctionnement tel qu'un bouchage par les vapeurs ou sans reduire notablement le rendement de la pompe par aspiration
de grandes quantités de vapeurs en même temps.
La pompe de carburant 10 est de préférence supportée par un module 30 de pompe placé dans un réservoir 32 de carburant d'un véhicule, de préférence avec l'entrée 14 de la pompe adjacente à la partie la plus basse du réservoir 32. De préférence, une partie 34 de base du module 30 est en appui sur la paroi inférieure du réservoir et a plusieurs ouvertures 37 et 38 par lesquelles le carburant est aspiré par la pompe 10 dans le module 30 depuis le réservoir 32. La pompe 10 peut être soit une pompe volumétrique, par exemple une pompe à rotor denté telle que décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 122 039, soit une pompe à ailettes de turbine, telle que la pompe décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 586 858, si bien qu'on ne décrit pas la pompe en détail. La pompe de carburant est de préférence capable de transmettre la quantité totale de
carburant nécessaire au moteur du véhicule.
Le module 30 à pompe de carburant peut délimiter une réserve 40 de carburant ayant une sortie 42 qui communique sélectivement avec l'entrée 14 par une soupape 44 rappelée élastiquement par un ressort 46 afin qu'elle soit en appui sur un siège 48 et qui empêche la circulation du carburant de la réserve 40 vers l'entrée 14 de la pompe. La soupape 44 peut être déplacée de son siège 48 pour que le carburant de la réserve 40 s'écoule vers l'entrée 14 lorsque du carburant est absent de l'entrée 14 si bien qu'une dépression créée
par la pompe 10 déplace la soupape 44 et ouvre la sortie 42.
De préférence, comme l'indique la figure 1, la soupape 44 a une tête 50 qui dépasse par la sortie 42 afin qu'elle la ferme et un corps 52 porté par la paroi supérieure 20 du
film est de préférence moulé avec le filtre 12 ou thermo-
soudé sur celui-ci. La soupape 44 est de préférence suppor-
tée dans une partie souple 54 en forme de soufflet de la paroi supérieure 20 du filtre qui est mobile pour permettre
un déplacement de la soupape 44.
L'excès de carburant renvoyé par un collecteur de car-
burant du moteur est évacué dans la réserve 40 par le tube 56 de retour. Lorsque le niveau du carburant dans le réser- voir principal 32 s'élève au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte de la réserve, par exemple lorsque le réservoir est en cours de remplissage, le carburant du reservoir s'écoule dans la réserve 40 et la remplit. De préférence, un tube plongeur 57 est placé dans la réserve 40 et communique avec l'entrée 14 de la pompe par une ouverture 59 de la réserve 40 et le filtre 12. Lorsque le niveau du carburant dans la réserve 40 atteint l'extrémité supérieure ouverte du tube 57, le carburant qui revient dans la réserve 40 s'ecoule par le tube 57 pour être aspiré dans la pompe 10. De cette manière, le carburant renvoyé, qui a été chauffé lors du passage dans le collecteur de carburant, ne peut pas déborder de la réserve 40 et tomber dans le carburant plus froid du réservoir 32 en pouvant créer une quantité importante de vapeurs de carburant. Il est aussi souhaitable d'aspirer le carburant renvoyé dans la pompe 10 car ce carburant a déjà été filtré au moins une fois par
passage dans le filtre 12 et dans la pompe 10.
Le filtre 12 de carburant comprend de préférence la paroi supérieure 20 et une paroi inférieure 60 ayant chacune une feuille annulaire d'un matériau poreux, les deux feuilles étant raccordées a leur périphérie, par exemple par soudage, pour la délimitation de l'enceinte 16. Comme l'indiquent les figures 2 et 3, le manchon 22 d'entrée est logé dans une ouverture 62 de la paroi supérieure 20 du filtre et est raccordé en une seule pièce avec cette paroi de préférence par soudage a l'extérieur du manchon 22. Le passage 18 d'entrée de vapeurs est de préférence une fente axiale formée dans la paroi latérale 64 du manchon 22 à l'intérieur de l'enceinte 16 du filtre 12. Le passage 18 forme un trajet de section réduite depuis un emplacement adjacent à la paroi 20, dans le manchon 22 et vers la pompe 10. Le manchon d'entrée 22 peut avoir plusieurs pieds 70 dépassant vers le bas et destinés a être au contact de la paroi inférieure 60 du filtre ou un disque 72 d'entretoise
adjacent à la paroi inférieure 60 du filtre. Cette dispo-
sition assure le maintien de la paroi supérieure 20 du filtre à distance de la paroi inférieure 60 au moins près de l'entrée 14, même lorsque du carburant n'est pas présent près de l'entrée 14, et l'effet capillaire du liquide dans le filtre humide 12 empêche le passage de l'air et la perte de charge créée par le fonctionnement de la pompe 10 a tendance à attirer la paroi inférieure 60 du filtre vers la
paroi supérieure 20 et l'entrée 14 de la pompe de carburant.
Cette disposition permet à la dépression créée par la pompe
d'être communiquée par la soupape 44 qui ferme norma-
lement la sortie 42 de la réserve 40 de manière que la soupape 44 soit déplacée et permette la circulation du carburant de la réserve 40 vers la pompe 10. Pour que le joint capillaire étanche au liquide soit obtenu, les parois du filtre ont une dimension moyenne ou nominale de pores comprise entre environ 20 et 40 pm. En outre, les espaces 74 formés entre les pieds 70 et le bord inférieur de la paroi latérale 64 du manchon 22 forment un trajet de circulation par lequel le carburant liquide peut entrer librement à
l'entrée 14 après avoir été aspiré dans l'enceinte 16.
Eventuellement, comme mieux représenté sur la figure 1, la paroi inférieure 60 du filtre peut avoir un disque annulaire perforé 80 qui en est solidaire et qui coopère avec le ressort 46 qui rappelle la soupape 44 ou les pieds 70 du manchon 22 ou les deux de manière que la paroi inférieure 60 du filtre reste séparée de la paroi supérieure 20 et permette ainsi un déplacement et une ouverture de la soupape
44 près de la sortie 42 de la réserve 40.
Plusieurs passages 18 d'entrée de vapeurs peuvent être réalisés dans la paroi latérale 64 du manchon 22, chaque passage ou fente 18 étant circonférentiellement distant de la paroi latérale 64. Dans une autre forme, le passage 18 d'entrée de vapeurs peut comporter un ou plusieurs petits trous débouchants formés dans la paroi latérale 64 du manchon 22 et près de la paroi supérieure 20 du filtre. Dans une autre forme, comme indiqué sur la figure 4, le passage 18 d'entrée de vapeurs est formé directement dans une partie de l'entrée 14' de pompe de carburant qui s'étend dans l'enceinte 16, la paroi supérieure 20 étant scellée à
l'extérieur de l'entrée 14', par exemple par soudage.
Dans un autre mode de réalisation, illustré par la figure 5, un module 100 de transmission de carburant, qui peut être utilisé par exemple dans un circuit de carburant
diesel, possède un tube 102 d'alimentation logé télescopi-
quement dans le manchon d'entrée 22 et ayant le passage 18 d'entrée de vapeurs. Une pompe de carburant distante aspire le carburant par le filtre 12, le manchon 22 et le tube 102 d'alimentation afin que le carburant diesel parvienne au
moteur du véhicule. Ce mode de réalisation a une construc-
tion et un fonctionnement pratiquement analogues à ceux du mode de réalisation précédent, à l'exception du fait qu'une pompe de carburant n'est pas logée dans le module 100, si bien que le fonctionnement et la structure ne sont pas
décrits plus en détails.
Fonctionnement
Pendant l'utilisation, le carburant du réservoir envi-
ronnant 32 est aspiré dans le module 30 et l'enceinte 16 par la dépression créée par la pompe 10. Lorsque le carburant circule à travers le filtre 12 ou est agité d'une autre manière, chauffé ou soumis à des changements de température
ou de pression, une partie du carburant peut se vaporiser.
Pendant l'utilisation, une partie des vapeurs de carburant de l'enceinte 16 forme des bulles ou se sépare du carburant liquide et est collectée près de la paroi supérieure 20 du filtre (l'effet capillaire du liquide dans le filtre humide empêche le passage des vapeurs de carburant) en formant de grosses bulles de vapeurs ou un dôme de vapeurs. Le manchon d'entrée 22 ou l'entrée 14' de la pompe qui s'étend dans l'enceinte 16 empêche l'aspiration directe de ces grosses bulles de vapeurs dans la pompe 10 et chasse les grosses
bulles de vapeurs dans le passage 18 d'entrée de vapeurs.
Lorsqu'elles sont aspirées dans la section réduite du passage 18, les grosses bulles de vapeurs sont divisées ou
séparées en plusieurs bulles plus petites qui sont disper-
sées ou entrainées dans le carburant liquide aspiré par la pompe 10, si bien qu'une quantité excessive de vapeurs de carburant n'est pas aspirée dans la pompe 10 en une seule fois, d'une façon qui pourrait affecter de manière nuisible
le fonctionnement de la pompe 10.
Pendant l'utilisation, le carburant sous pression est transmis par la sortie de la pompe 10 au collecteur de carburant et aux injecteurs de carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule et l'exces de carburant est renvoyé à la réserve 40 par le tube 56 de retour. Pendant de longues périodes de fonctionnement du moteur au ralenti ou dans d'autres conditions à faible consommation de carburant, un excès suffisant de carburant peut être renvoyé à la
reserve 40 pour que celle-ci soit pratiquement remplie jus-
qu'à ce que le niveau dans la réserve atteigne l'extrémité supérieure ouverte du tube plongeur 57, le carburant renvoyé s'écoulant alors par le tube 57 et le filtre 12 de manière
qu'il puisse être aspiré dans la pompe 10.
Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses
éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.
Claims (11)
1. Module à pompe de carburant destiné à être placé dans un réservoir de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend: une pompe (10) de carburant ayant une entrée (14) par laquelle du carburant est aspiré dans la pompe (10) de
carburant et une sortie par laquelle du carburant est dis-
tribué sous pression, un filtre (12) disposé afin qu'il soit adjacent au fond du réservoir et ayant une paroi supérieure (20) et une paroi inférieure (60) délimitant une enceinte qui communique avec l'entrée (14) de la pompe (10) de carburant de manière que le carburant soit aspiré du réservoir dans le filtre (12) et à l'entrée (14) de la pompe (10) de carburant, et au moins une entrée de vapeurs formée dans l'enceinte,
placée au-dessus de l'entrée (14) de la pompe (10) de carbu-
rant et communiquant avec cette entrée (14), et ayant une section inférieure à la section de l'entrée (14) de la pompe (10), si bien que les grosses bulles de vapeurs de carburant placées dans l'enceinte près de la paroi supérieure (20) du filtre (12) sont divisées en bulles de vapeurs plus petites lors du passage à l'entrée de vapeurs et que la quantité maximale de vapeurs de carburant aspirée dans la pompe (10)
de carburant en une seule fois est réduite et limitée.
2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée (14) est un corps tubulaire qui communique à une première extrémité avec l'enceinte, et chaque entrée de
vapeurs est une fente formée à l'entrée et dans l'enceinte.
3. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un manchon tubulaire (22) d'entrée coopérant télescopiquement avec l'entrée (14) et s'étendant dans l'enceinte, chaque entrée de vapeurs étant formée dans
le manchon (22) d'entrée et dans l'enceinte.
4. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon (22) d'entrée est raccordé au filtre (12)
sous forme solidaire.
5. Module selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi supérieure (20) et la paroi inférieure (60) du
filtre (12) sont des couches séparées de matière de filtra-
tion, scellées à leur périphérie, et le manchon (22) d'entrée est raccordé à la paroi supérieure (20) du filtre (12).
6. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce
que le manchon (22) d'entrée est continu en direction cir-
conférentielle près de la paroi supérieure (20) du filtre (12), chaque entrée de vapeurs étant formée dans le manchon (22) d'entrée près de la paroi supérieure (20) du filtre (12), si bien que chaque entrée de vapeurs forme un trajet direct vers la pompe (10) de carburant près de la paroi supérieure (20) du filtre (12) et que les vapeurs de carburant adjacentes à la paroi supérieure (20) du filtre (12) sont aspirées par l'entrée de vapeurs avant d'être
aspirées dans la pompe (10) de carburant.
7. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon (22) d'entrée traverse l'enceinte et peut coopérer avec la paroi inférieure (60) du filtre (12) pour maintenir une partie au moins de la paroi inférieure (60) du filtre (12) séparée de la paroi supérieure (20) du filtre (12).
8. Module selon la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon (22) d'entrée a plusieurs pieds qui en dépassent et qui sont destinés à être au contact de la paroi inférieure (60) du filtre (12) en formant un passage de circulation entre les pieds adjacents pour que le carburant liquide de l'enceinte puisse circuler vers l'entrée (14) de la pompe (10) de carburant même lorsque la paroi inférieure
(60) du filtre (12) est au contact des pieds.
9. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée (14) est un corps tubulaire qui s'étend dans l'enceinte et chaque entrée de vapeurs est une ouverture de forme générale circulaire formée à l'entrée et dans l'enceinte.
10. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque entrée de vapeurs est une fente axiale formée dans le manchon (22) d'entrée et s'étendant vers la paroi
inférieure (60) depuis une partie proche de la paroi supé-
rieure (20).
11. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque entrée de vapeurs est une ouverture de forme générale circulaire formée dans le manchon (22) d'entrée en position adjacente de façon générale à la paroi supérieure
(20) du filtre (12).
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